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ソニーが開発した高容量リチウムイオン二次電池“Nexelion(ネクセリオン)”には、「スズ系アモルファス負極」が利用されているという。直径18mm、長さ65mmというと、直径では単3形電池と単2形の間ぐらい、長さでは単1形より長いことになる。
そのサイズに、3.5Ahという高容量にしている。
そう、ポイントは「スズ系アモルファス負極」なのだ。
今回のITフラッシュバックでは、このスズ系アモルファスを調べてみよう。
スズやケイ素、もしくはこれを含む化合物は、リチウムイオン二次電池を高容量にする負極材料として注目されていた。一般的なリチウムイオン充電池の負極には炭素(グラファイト)が用いられていた。炭素も、ケイ素も、スズも第14族元素だ。そういうことからも、炭素に変わる素材としてスズやケイ素が負極材料として検討されていたのだろう。
しかし、単体で利用すると粒子形状が充放電時に大きく変化するため、充放電を繰り返すと電池容量が低下することが問題となっていた。これを改善するために、ソニーはスズ、コバルト、炭素などの元素を原子レベルで均質混合し、アモルファス処理した材料を2005年に開発したのだ。この材料は、充放電で粒子の変化が少なく、負極材料にピッタリだった。
今回はノートPCで用いられているサイズに展開できるように負極粒子形状の最適化、実用性と量産性を高めることで大幅な容量アップを実現したのだ。さらに、低温特性にも優れている。-10度~0度という低温度環境でも、黒鉛を使った従来(同サイズの2.2Ah品)よりも放電容量が約75%もアップしている。
この特性を活かすには、ノートPCだけに使うのはもったいないだろう。利用用途の広がりが期待できそうだ。
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しかし、単体で利用すると粒子形状が充放電時に大きく変化するため、充放電を繰り返すと電池容量が低下することが問題となっていた。これを改善するために、ソニーはスズ、コバルト、炭素などの元素を原子レベルで均質混合し、アモルファス処理した材料を2005年に開発したのだ。この材料は、充放電で粒子の変化が少なく、負極材料にピッタリだった。
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